同步辐射的基本知识第一讲同步辐射光源的原理、构造和特征(续)

4同步辐射光源的主要特征 与一般X射线源相比较,同步辐射光源有如下特征： （1）高强度,更确切讲是高亮度,同步辐射X射线亮度比60kW旋转阳极X射线源所发出的特征辐射的亮度分别高出3～6个量级。     

同步辐射的基本知识第二讲同步辐射中的衍射术及其应用(一)

物质对射线的散射分为弹性散射和非弹性散射。弹性散射是一种无能量损失的散射,换言之,被照射的物体将发出与入射线相同波长的次级射线,并向各个方向传播。如果散射体是理想无序分布的电子、原子或分子,由于向各个方向传播的次级射线没有确定的相位差,则探测不到任何散射峰。如果原子或分子排列具有长程有序的周期性或短程有序,则会发生相互加强的干涉现象,产生相干散射波,这就是X射线衍射现象。如果散射体是短程有序的或散射体中存在某些杂质原子或缺陷,那么散射波很弱,且叠加在背景上,这种相干散射称为漫散射。如果散射体中的原子呈长程有序排列,则在许多特定方向上会产生大大加强的衍射线束,这就是Laue-Bragg衍射现象。非弹性散射是非相干的,且损失能量的散射。     

同步辐射的基本知识——第四讲 同步辐射中的光谱术及其应用（一）

按照光谱术一般定义,同步辐射光谱术就是用同步辐射轰击样品,激发样品各元素的特征X射线,或与样品发生交互作用时产生各种信号,接收探测和分析各种信号,以获得被击样品的化学组成、原子价态及有关结构的信息。     

同步辐射的基本知识 第六讲同步辐射中的光刻、微加工和其他技术及其应用

<正>传统的集成电路(IC)和超大规模硅集成电路(VLSIC)的制作是基于微电子电路版图设计和芯片的微加工工艺。微加工工艺包括掩模制作、薄膜工艺、涂胶、曝光、刻蚀、外延以及杂质扩散等。典型的双极型集成电路工艺中共经过六次(阴埋、隔离、基极、发射极、表面SiO_2绝缘层和铝线)光     

同步辐射的基本知识 第四讲同步辐射中的光谱术及其应用（三）

4俄歇电子能谱 上节已提到用俄歇（Auger）电子信号测定表面EXAFS谱,那是就特定能量的俄歇电子强度随入射X射线或电子能量变化的关系谱,是研究表面局域结构的重要方法。     

同步辐射的基本知识 第四讲 同步辐射中的光谱术及其应用（二）

3 扩展X射线吸收精细结构 扩展X射线吸收精细结构（EXAFS）是在X射线吸收限高能侧30～1000eV范围随入射X射线光子能量的增大而起伏振荡的现象。     

同步辐射的基本知识——第五讲 同步辐射中的成像术及其应用（一）

1概述 自1895年Ronetgen发现X射线并获得第一张X射线照片之后,基于吸收衬度的成像术就逐渐成为医院临床检查诊断的重要手段,直至现代的人     

同步辐射的基本知识 第二讲 同步辐射中的衍射术及其应用（六）

5．5分离微晶-微应力-层错三重宽化效应的最小二乘方法 对密堆六方结构的样品，当h-k=3n±1时，仍采用Lorentzian近似，衍射线总的半高宽β为：     

同步辐射的基本知识 第二讲 同步辐射中的衍射术及其应用（八）

7 合金中元素（部分或全部）取代后原子的占位问题 无论是合金材料、硅酸盐材料、氧化物或复合氧化物材料等,为了改善其性能,用其他元素取代材料中阳离子（或阴离子）是最常用的方法,这种取代元素的作用和效果,不仅与取代元素和被取代元素的物理、化学性能的差别相关,还与取代元素的原子占位情况紧密相关。因此研究取代元素的原子占位是了解取代元素的本质作用所必需的。     

同步辐射的基本知识第二讲同步辐射中的衍射术及其应用（五）

5纳米材料中微结构的表征和研究 纳米材料是一个不十分明确的概念，可能是纳米大小、纳米尺度、纳米颗粒或纳米晶粒材料的通称，所谓纳米级材料是大小、尺度、颗粒或晶粒在1-100nm范围的材料。     

同步辐射的基本知识 第五讲同步辐射中的成像术及其应用（二）

4．3衍衬成像术的应用 4．3．1缺陷应变矢量的测定 缺陷周围的应变场总是各向异性的,e^-i2π·R是因缺陷引人的附加相位因子。当衍射矢量与缺陷应变场的最大应变矢量平行时,衍射衬度最大,垂直时无衬度或消象。因此,可以通过改变衍射矢量的方法拍摄一系列衍射面的貌相图,     

同步辐射的基本知识 第五讲 同步辐射中的成像术及其应用（四）

5.6 X射线全息成像（Hologrphy）术^[25-31] 全息术是1948年Gabor为消除透射电镜的像差而发明的。仅4a（年）之后,Baez就把全息术的思想推广到X射线领域,但在以后长达20a（年）的时间里,虽然有许多关于X射线全息术应用潜力的讨论,但是在试验上却没有取得大的进展。直到20世纪70年代初期,这种状态才被打破。     

同步辐射的基本知识第二讲同步辐射中的衍射术及其应用(四)

4能量色散衍射 4.1波长色散衍射和能量色散衍射 前面讨论的衍射都使用单色X射线的,其透射式的衍射几何实质示于图17a中,处于不同方位的不同d值的晶面在同时刻给出衍射线,探测器作2θ扫描逐步接收各衍射线。如果使用平面探测器或多丝位敏探测器,可同时接收和记录各衍射线,这称为波长色散衍射。各衍射线服从Bragg定律：     

同步辐射的基本知识第二讲同步辐射中的衍射术及其应用（七）

6 一维超点阵材料的分析 超点阵和量子井属多层膜,不同点是两层、三层或多层不同材料的周期排列,每单层厚度在0．1～10nm量级范围。随着超点阵材料及其应用的发展,一维超点阵结构又显示出它的复杂性。除按层中材料的结晶特性分为非晶超点阵、多晶超点阵和单晶超点阵以外,还可按一维超点阵的势垒结构分为单势垒、双势垒和多势垒超点阵,     

同步辐射的基本知识第二讲 同步辐射中的衍射术及其应用(三)

3 同步辐射中的掠入射X射线衍射和表面结构 3．1 同步辐射中的掠入射X射线衍射术 掠入射散射（GIS）和掠入射衍射（GID）已在表面科学和表面工程中广泛应用,近年来在试验技术、衍射理论和在多层膜分析中的应用都有很大发展。     

同步辐射的基本知识 第三讲 同步辐射中的散射术及其应用（四）

3．3 动力学结构的非弹性散射研究 3．3．1 晶体内的点阵动力学 晶体点阵动力学理论已有专著,试验研究的文献很多。由于还无法就晶体结构类型作总结分析,这里选一些典型例子作简单介绍。由3．1节可知,声子的特征矢量e（Q,j）描述了晶体单胞中原子的振动方向。在晶体的两个主要对称轴上存在两个不同的振动模式,     

同步辐射的基本知识：第二讲同步辐射中的衍射术及其应用（二）

2六圆衍射仪、劳厄法和单晶样品的结构测定 2．1 X射线单晶六圆衍射仪在同步辐射X射线单晶衍射中一般使用六圆衍射仪,见图9所示。如德国Huber公司的5020六圆衍射仪。     

同步辐射的基本知识 第三讲 同步辐射中的散射术及其应用（三）

3 X射线非弹性散射与物质动态结构研究 3．1 动态结构研究理论基础 3．1．1 核的振动和声子 点阵动力学就是研究晶体点阵中原子的振动性质。一旦用微观理论或维象模型来说明原子间的力,核运动的动力学问题就简化为研究其在平衡位置附近的摆动问题。由于这种振动很小,引入谐波近似。在这种情况下,核的任何运动都是大量单色波的叠加,一般振动模式的叠加。     

同步辐射的基本知识 第四讲同步辐射中的光谱术及其应用（五）

8Raman谱和非弹性散射谱8．1Raman谱（1）Raman效应1928年,印度物理学家Raman发现,当单色光作用于试样时会产生散射光。在散射光中,除了与入射光具有相同频率的Rayleigh散射光外,还发现有一系列其他频率的散射光,这些散射光对称地分布在Rayleigh散射光的两侧,且其强度要比Ray—leigh光低得多,通常只为Rayleigh光的10^-6～10^-9国倍,这种效应称为Raman效应。其中波长比Rayleigh光长的称为Stockes线,而波长比Ray—leigh光短的称为反-Stockes线。表1给出Raman散射和Rayleigh散射的能量转移模型。     

同步辐射的基本知识——第五讲 同步辐射中的成像术及其应用（三）

5基于相位衬度的成像术及其应用 5．1相位衬度原理 当X射线通过一个样品时,它的振幅因为X射线被吸收而减弱,它的位相由于样品不同部分的相速差异而发生偏移,见图13。波前因为位相偏移而产生畸变,这意味着光波传播方向的改变,见图14,箭头表示位相的梯度方向。下面将证明这种畸变的波面能以可观察的强度变化显示出来。